JP5080247B2 - 有機廃棄物収集用の通気システム - Google Patents

Description

この発明は、有機廃棄物の収集および一時収納のための通気システムに関するものである。さらに詳しくは、この発明は、堆肥化される有機廃棄物の収集および一時収納のための通気システムに関するものである。

堆肥化は、自然界において有機物質がそのライフサイクルへ返還されるプロセスを再現可能な制御・高速方式で模倣する工業プロセスである。自然界では、生命にとってもはや「有用」でない有機物質（枯れ葉、枯れ枝、動物の死骸など）は、土の中に存在していてその有機物質を自然サイクルへ返還する微生物によって分解される。

残った、ほとんど分解することができない成分は、腐食土を構成するが、これはその結果として、腐食土の中に含有された栄養素（窒素、リン、カリウムなど）をゆっくりではあるが絶えず放出するというその能力が付与された、植物にとっての栄養の真正留保分を意味する。

これによって、土の恒常的肥沃度が保証される。従って、工業的堆肥化は、一種の腐食土つまり堆肥を得るために必要な時間を短縮することと、自然のプロセスによって得られたものに比べて最終生成物の質を改善することとを目的として、自然界で自然に起きる微生物学的活性を合理的かつ制御された方法で管理するための機構がそれによって創り出されるプロセスである。

工業的堆肥化によって多数の研究の対象が形成されたが、その多くは、高度に洗練されたプロセスおよびシステムが採択された堆肥化用プラントである。

しかしながら、堆肥化の拡散の邪魔になる主な障害の１つは、廃棄物収集作業における対応する高い経済的コストを伴う、有機廃棄物の悪臭と急速に腐敗しやすい性質とに関連がある。

このことは、５％を超える有機物含有量のある廃棄物を投棄しない義務が２００６年までに導入される欧州規格の観点からも廃棄物の有機画分の分別収集がますます必要になってくることを考慮に入れると、なおいっそう注目に値する。

前記要求に鑑みて、イタリア単独での都市廃棄物の総量が約２４００万トンであり、また、腐敗性物質の含有量が約１１４０万トンであると見積もると、きわめて短時間での堆肥化あるいは生物安定化の見地から、廃棄物の安定化とその増進との重要性がはっきりと浮かび上がる。

また、投棄廃棄物についての現在の計画概要では、家庭内の発生場所から廃棄物処理場あるいは堆肥化用プラントまでの大量の有機廃棄物の収集、一時収納および輸送という問題がどのような場合にも存在している。腐敗性廃棄物はその含有量の６０％を超えるものが水から作り出されることを考慮すると、前記コストはたいていの場合、廃棄物自体における高い湿度に正確に帰するものである。

国際公開ＷＯ９９／０１３６１号明細書には、廃棄物の収集および収納に使用するための通気コンテナーが開示されている。このようなコンテナーには、側壁および／または基部における複数の通気口と、内側バッグをそれがコンテナーの壁から間隔を置いて配置されるように支持するための複数の内方延出状スペーサーとが備わっている。内側バッグは、紙から、あるいは透湿性ポリマー材料から、または複合材料から作ることができる。このような材料の中でも、ニードルドポリエチレン（ｎｅｅｄｌｅｄ ｐｏｌｙｅｔｈｙｌｅｎｅ）およびクラフト紙が記載されている。このバッグは、液体および／または水蒸気のような蒸気が透過するものであってもよく、その場合には、液体および／または蒸気は、バッグの内部からその外部へ通り抜ける。構造上の観点から、上記コンテナーには、内方延出状スペーサーの存在が必要である。これによって、その構造はどちらかと言えば複雑かつ高価なものになり、また、容易に入手することのできる一般的な穴開きコンテナーの使用はできない。このバッグの観点から、国際公開ＷＯ９９／０１３６１号明細書の通気コンテナーは、紙から作られたバッグあるいはポリエチレンから作られたバッグを区別することなく使用するものであり、すなわち、それは、生分解性材料から作られたバッグを使用することの重要性を認識していない。さらにまた、国際公開ＷＯ９９／０１３６１号明細書の通気コンテナーのバッグは、液体透過性のものであってもよいため、液体がそのバッグから外部環境へ滲み出ることがある。

ドイツ実用新案出願Ｇ８８０６１３２．９号明細書には、廃棄物が収容される紙バッグを支持するための穴の開けられたコンテナーが開示されている。この紙バッグは、この用途の目的に基づいて作られていないのが好ましく、どちらかというと、本来は異なる用途、例えばショッピングバッグとして作られた再生紙バッグである。この穴開きコンテナーには、伝えられるところでは、嫌気性反応を防止する乾燥効果がある。

しかしながら、上記特許文書に記載された通気システムでは、比較的高い水分含有量がある廃棄物をどのように処理するか、また、同時に、非生分解性材料の使用をどのように回避するかについての技術的問題は考慮されていない。紙バッグあるいはニードルドポリエチレンバッグの使用に基づいた解決法では、一時収納の場所（例えば住宅）で液体がバッグから環境へ漏れないということは保証されない。これに対して、液体が透過するかあるいは透過しないポリエチレンバッグでは、生分解性に関して満足すべき解決法が示されない。

従って、完全に生分解性材料から作られているとともに、有機廃棄物における高い湿度に関連した問題を解決することができ、それゆえ輸送コストを、もっと一般的には前記廃棄物の処理コストを削減することができる、廃棄物を収集しかつ一時収納するシステムを提供することが望ましいであろう。前記廃棄物のほんの１０重量％だけの減量であっても、全国的なレベルでは何十万トンの水の減量を意味する、ということに留意すべきである。直接的な経済的節減はともかく、このことはとりわけ、廃棄物処理場における何千トンもの水の削減、悪臭問題が緩和されて廃棄物がいっそう安定化すること、および大型トラックにとっての何千回もの移動に関する軽減を意味するであろう。有機廃棄物における湿度を削減するためのシステムの有用性によって、地方自治体にとっては廃棄物処理のコストをかなり節減することがいっそう可能になり、また同時に、腐敗性廃棄物の分別収集の組織がきわめて簡素化されるであろう。

従って、この発明の１つの目的は、廃棄物投棄場あるいは堆肥化用プラントへの輸送に先立って、すなわちすでに家庭環境のレベルで、有機廃棄物の重量をかなり削減することのできる、有機廃棄物の収集および一時収納のための通気システムを提供することにある。

この発明の別の目的は、収集および収納あるいは最終処理の双方の間におけるカビおよび滲出液の生成を減少させることのできる、有機廃棄物の収集および一時収納のための通気システムを提供することにある。

この発明のさらに別の目的は、廃棄物収容バッグが生分解性である通気システムを提供することにある。

バッグのためのコンテナーが比較的簡単なものであって高価ではない通気システムを提供することもまた、この発明の１つの目的である。

この発明の上記目的ならびに他の目的および利点は、複数の穴が設けられた剛性コンテナーと、このコンテナーの中に挿入されかつそのコンテナーによって支持された取り外し可能なバッグとを備えてなり、
ａ） 前記バッグは、地面との間あるいは前記コンテナーが配置される表面との間に間隔を置いて前記コンテナーによって支持されており、それゆえ空気が底から前記バッグの中へ流入することができ、また、
ｂ） 前記バッグは、４００ｇ・３０μｍ／ｍ²・２４ｈよりも高い水蒸気透過性がある通気性・生分解性プラスチックフィルムから得られ、このフィルムは実質的に液状水不透過性である
ことを特徴とする、有機廃棄物の収集および一時収納のための通気システムによって達成される。

この発明による廃棄物の収集および一時収納のための通気システムの剛性コンテナーは、プラスチックあるいは他の任意の適切な材料から作られ、その壁に通気穴があって底における通気が可能であるコンテナーである。好ましい実施形態では、コンテナーは、穴の設けられた底を有し、かつ、地面あるいはコンテナーが載置される表面とは直接接していない。いっそう好ましい実施形態では、コンテナーには、これまた穴のある蓋が設けられている。

この発明による「通気性・生分解性プラスチックフィルムから得られたバッグ」とは、実質的に液状水不透過性であって、５μｍ〜５０μｍの、好ましくは１０μｍ〜４０μｍの厚さがあり、かつ、４００ｇ・３０μｍ／ｍ²・２４ｈよりも高い、好ましくは７００ｇ・３０μｍ／ｍ²・２４ｈよりも高い水蒸気透過性がある通気性・生分解性プラスチックフィルムから得られたバッグを意味する。この発明の状況では、前記フィルムは、通気性フィルムとして定義されている。前記フィルムには９５０ｇ・３０μｍ／ｍ²・２４ｈよりも高い水蒸気透過性があるのがよりいっそう好ましい。この発明の状況では、これらは高通気性フィルムとして定義されている。

水蒸気透過性は、ＡＳＴＭ（米国材料試験協会）のＥ９６−９０によって３０μｍフィルムで測定される。この明細書で生分解性とは、ＥＮ１３４３２規格による生分解性を意味している。

特に好ましい実施形態によれば、この発明による通気システムには高通気性・生分解性バッグが備わっている。

生分解性バッグの製造のために利用することのできる生分解性材料は、例えば生分解性脂肪族ポリエステル、脂肪族−芳香族ポリエステル、ポリヒドロキシアルカノエート、ポリヒドロキシ酸、ポリエステルアミド、デンプン混合物およびこれらの混合物のような、当業者に知られたさまざまな種類からなるものであってよい。この発明の状況では、特に好ましい実施形態は、生分解性バッグがデンプンベース材料を利用して製造されたものである。

これらのバッグがこの発明による通気システムの中へ挿入されると、それらによって、７日間に、廃棄物自体の２０重量％よりも多い、好ましくは３０重量％よりも多い、よりいっそう好ましくは４０重量％よりも多い有機廃棄物の減量が生じる。この目的に特に叶うのは、表面／容積比（ｓｕｒｆａｃｅ／ｖｏｌｕｍｅ ｒａｔｉｏ）が大きいバッグである。この目的に特に叶うのは、５〜４０リットルの、好ましくは１０〜３０リットルの容積があるバッグである。

この発明は、９００ｇ・３０μｍ／ｍ²・２４ｈを超えるフィルムにおける透過性の値に到達するために充分に親水性である生分解性バッグか、あるいは、それらにほとんど通気性がないときには、それらがレーザー技術を利用する微小穿孔のプロセスによるかまたは微小穿孔を形成することのできる無機充填剤あるいは有機充填剤での引き延ばしにより通気性のあるものになる材料から作られた生分解性バッグもまた考慮に入れている。この事例では、フィルムはウイルス不透過性であるが実質的な液状水不透過性をなお保有するものであってもよい。

デンプンベースフィルムには、全成分の１０％〜９５％、好ましくは２０％〜９０％、よりいっそう好ましくは２５％〜６０％からなる量の熱可塑性デンプンが含まれていなければならない。別の基本的成分は、デンプンとの良好な相溶性があれば、５０℃〜１６０℃の、より好ましくは６０℃〜１４０℃の融点がある水不溶性の熱可塑性ポリマー（５％未満の、好ましくは２％未満の水吸収率）である。同じポリマーは、微小穿孔によって得られたバッグのための基本的な原材料を形成することができる。

デンプンベースフィルムで製造された通気性・生分解性バッグの場合には、好ましいフィルムは、デンプンと、熱可塑性ポリエステル（あるいはコポリエステル）、具体的には二酸（ｄｉａｃｉｄ）／ジオールあるいはヒドロキシ酸に由来するポリエステル（あるいはコポリエステル）とからなる組成物に由来するフィルムである。この発明の目的のために特に好ましいものは、脂肪族−芳香族型の二酸／ジオールに由来するポリエステル（あるいはコポリエステル）である。ポリブチレン・アジペートコテレフタレート、ポリエチレン・アジペートコテレフタレート、ポリエチレン・セバケートコテレフタレートおよびポリブチレン・セバケートコテレフタレートのようなポリエステルが、特に好ましい脂肪族−芳香族ポリエステルである。

この発明による通気システムに使用されるバッグの機械的性質は、設計するための施工にとって適切なものでなければならない。このことは次のことを意味する。極限強さが備わる２３℃および５５％ＲＨ（相対湿度）での引張り特性が１６ＭＰａ以上、弾性率が５０ＭＰａ以上、極限伸びが３００％以上。

図１および図２には、この発明による通気システムの一部を形成する剛性コンテナーの第１実施形態が示されている。この実施形態では、コンテナーは、ほぼ平行六面体であり、また、壁および底５に複数の穴１０が設けられている。さらにまた、このコンテナーには足が設けられていて、底５が載置面に直接接触しないように、また、通気をすることができるようになっている。

通気性・生分解性バッグが、コンテナーの中に挿入されており、かつ、図に示されていない方法でその折り返し部をコンテナーの角に定置させることで、支持されている。コンテナーの壁および底に通気穴が存在することと、底が地面に直接接していないという事実とによって、空気の小さい流れを創り出すことができ、それによって、バッグの内側に収容された物質からバッグの壁を通して外側へ向かう水蒸気の発散が有意に増大する。コンテナーの壁および底における穴によって、真の「煙突効果」、すなわちコンテナー自体の中における下方から上方への空気の連続的な循環が創り出される。これは、廃棄物の水分含有量の削減を改善するためには重要な因子である。

特に好ましい実施形態によれば、図３に示されたように、コンテナーには蓋８があり、それにも通気穴が設けられている。この事例においてもまた、底５は図２に示されたものである。円筒形のようなコンテナーの他の幾何学的形状がこの発明の目的のために適している、ことは明らかである。

バッグが取り付けられた家庭用コンテナーの穴は、さまざまな形状であってよい。従って、それらは円形、正方形などであってよい。穴によって表わされたすべての面、すなわち通気のために有用な面について、特に好ましいのは、コンテナーに２０％を超える穴開き区域のある蓋および底と３０％を超える穴開き区域のある側壁とが備わっている通気システムである。この発明の通気システムの通気性・生分解性バッグが実質的に液状水不透過性のプラスチックフィルムからなっているという事実によって、この通気システムは、例えば住宅環境あるいは家庭環境で使用される台所用ゴミ箱あるいは廃棄物コンテナーとして、食べ物ゴミあるいは台所ゴミの収集および一時収納のためには特に有利になる。湿気の多い廃棄物との長期にわたる接触の後に破れるであろう紙バッグあるいは液状水透過性のプラスチックバッグは、この用途にとっては適していない、ということが明らかであろう。

これから、この発明による通気システムが、この発明の範囲を制限することがないようにして、実施形態に関して説明される。

実施例
− ３６．４％のＧｌｏｂｅ ０３４０１ Ｃｅｒｅｓｔａｒデンプン
− ５０％のＥａｓｔｅｒ−Ｂｉｏ Ｕｌｔｒａ（脂肪族−芳香族コポリエステル）（ＭＦＩ＝３）
− １３．６％のグリセリン
− ０．２部のエルクアミド
を含有している組成物１（高通気性フィルム用）
と
− ２７％のＧｌｏｂｅ ０３４０１ Ｃｅｒｅｓｔａｒデンプン
− ６６．５％のＥａｓｔｅｒ−Ｂｉｏ Ｕｌｔｒａ（脂肪族−芳香族コポリエステル）（ＭＦＩ＝３）
− ６．０％のグリセリン
− ０．３％のエルクアミド
− ０．２％の蜜蝋
を含有している組成物２（通気性フィルム用）
とによって、およそ２０μｍの厚さのある１０リットル用バッグがそれぞれ製造された。

組成物１から得られたフィルムは、９５０ｇ・３０μｍ／ｍ²・２４ｈよりも高い水蒸気透過性を有していた（高通気性フィルム）。組成物２から得られたフィルムは、５２０ｇ・３０μｍ／ｍ²・２４ｈよりも高い水蒸気透過性を有していた（通気性フィルム）。

次いで、２つの組成物のそれぞれについての均質なロットから無作為に抽出された３つのバッグが、図３に示されたようなコンテナーの中へ入れられた。図２には、コンテナーの底壁が示されている。

図３のコンテナーと上記の通気性バッグのそれぞれとから作り上げられた組立品によって、この発明による通気システムの実施形態が構成されている。

次に、これらのバッグは、ゆでたパスタ（１７％）、パン（７％）、サラダ（１７％）、トマト（１７％）、リンゴ（１７％）、ミカン（１７％）、調理ずみ肉（７％）、および紙（１％）からできた１．５ｋｇの有機廃棄物で満たされた。

この通気システムは、ヨーロッパの南部における夏の気候の条件、すなわち廃棄物の高湿度画分の収集および一時収納にとって最も問題のある季節の条件をシミュレートするために、２８℃で湿度７０％の環境条件に置かれた。

これらのバッグの中に収容された高湿度廃棄物の重量減少が、３日後および７日後に測定された。

これらのデータは、表１に与えられており、伝統的な型の閉鎖システム（蓋付きのゴミ箱）に、あるいは図１に記載された型の通気システムに取り付けられたポリエチレン（ＰＥ）バッグで得られたデータと比べられている。

高通気性・生分解性バッグの備わったこの発明による通気システムでは、７日後に、バッグの内側における滲出液あるいはカビの存在は検出されなかった。通気性・生分解性バッグの備わったこの発明による通気システムでは、７日後に、少量の滲出液あるいはカビの存在が認められた。ＰＥバッグの備わった２つの比較例の事例では、代わりに、バッグの内側における滲出液およびカビの両方の兆候が存在していた。

図１は、この発明による通気システムの一部を形成する剛性コンテナーの第１実施形態を示す。 図２は、この発明による通気システムの一部を形成する剛性コンテナーの第１実施形態を示す。 図３は、この発明による通気システムの一部を形成する剛性コンテナーの別の実施形態を示す。

Claims (20)

1. 平行六面体状であって、側壁および底に複数の通気穴が設けられた剛性コンテナーと、このコンテナーの中に挿入されかつそのコンテナーによって支持された取り外し可能な通気性バッグとを備えてなり、
   ａ） 前記バッグは、その折り返し部を前記コンテナーの角に定置させることで、地面との間にあるいは前記コンテナーが配置される表面との間に間隔を置いて前記コンテナーによって支持されており、
   ｂ） 前記コンテナーには、地面との間にあるいは前記コンテナーが配置される表面との間に間隔を置くために足が設けられており、それゆえ、外部の空気が前記コンテナーの側壁および底における前記通気穴を介して前記バッグの中へ流入することができ、また、
   ｃ） 前記バッグは、生分解性脂肪族ポリエステル、生分解性脂肪族−芳香族ポリエステル、生分解性ポリヒドロキシアルカノエート、生分解性ポリヒドロキシ酸および生分解性ポリエステルアミドからなる群から選択された１つのまたは２つ以上の通気性・生分解性プラスチックフィルムから得られ、このフィルムは、４００ｇ・３０μｍ／ｍ²・２４ｈよりも高い水蒸気透過性があり、このフィルムは実質的に液状水不透過性である
   ことを特徴とする、有機廃棄物の収集および一時収納のための通気システム。
2. 前記バッグは、７００ｇ・３０μｍ／ｍ²・２４ｈよりも高い水蒸気透過性がある通気性・生分解性プラスチックフィルムから得られている、ことを特徴とする請求項１に記載の通気システム。
3. 前記バッグは、９５０ｇ・３０μｍ／ｍ²・２４ｈよりも高い水蒸気透過性がある通気性・生分解性プラスチックフィルムから得られている、ことを特徴とする請求項１に記載の通気システム。
4. 前記バッグは、４００〜９５０ｇ・３０μｍ／ｍ²・２４ｈの間の水蒸気透過性がある通気性・生分解性プラスチックフィルムから得られている、ことを特徴とする請求項１に記載の通気システム。
5. 通気性・生分解性プラスチックフィルムから得られた前記バッグは、５〜５０μｍの厚さがある、ことを特徴とする請求項１に記載の通気システム。
6. 通気性・生分解性プラスチックフィルムから得られた前記バッグは、１０〜４０μｍの厚さがある、ことを特徴とする請求項５に記載の通気システム。
7. 前記バッグは、デンプンベース組成物からなる通気性・生分解性プラスチックフィルムから得られている、ことを特徴とする請求項１に記載の通気システム。
8. 前記通気性・生分解性プラスチックフィルムは、１０％〜９５％の範囲にあるデンプン含有量を有し、さらに、５０℃〜１６０℃の融点がある水不溶性の熱可塑性ポリマーを包含している、ことを特徴とする請求項７に記載の通気システム。
9. 前記通気性・生分解性プラスチックフィルムは、２０％〜９０％の範囲にあるデンプン含有量を有している、ことを特徴とする請求項８に記載の通気システム。
10. 前記通気性・生分解性プラスチックフィルムは、２５％〜６０％の範囲にあるデンプン含有量を有している、ことを特徴とする請求項８に記載の通気システム。
11. 前記水不溶性の熱可塑性ポリマーは、６０℃〜１４０℃の融点がある、ことを特徴とする請求項８に記載の通気システム。
12. 前記熱可塑性ポリマーは、熱可塑性ポリエステルである、ことを特徴とする請求項８に記載の通気システム。
13. 前記熱可塑性ポリエステルは、二酸／ジオールあるいはヒドロキシ酸に由来するポリエステルである、ことを特徴とする請求項１２に記載の通気システム。
14. 前記ポリエステルは、脂肪族−芳香族ポリエステルである、ことを特徴とする請求項１３に記載の通気システム。
15. 前記ポリエステルは、ポリブチレン・アジペートコテレフタレート、ポリエチレン・アジペートコテレフタレート、ポリエチレン・セバケートコテレフタレートおよびポリブチレン・セバケートコテレフタレートからなる群から選択されている、ことを特徴とする請求項１４に記載の通気システム。
16. 前記バッグは、５〜４０リットルの容積を有している、ことを特徴とする請求項１に記載の通気システム。
17. 前記容積は、１０〜３０リットルである、ことを特徴とする請求項１６に記載の通気システム。
18. 前記剛性コンテナーは、通気穴（１０）が設けられた蓋（８）を有している、ことを特徴とする請求項１に記載の通気システム。
19. 前記剛性コンテナーは、通気穴（１０）が設けられた底（５）を有しており、この底は、地面との間にあるいは前記コンテナーが配置される表面との間に間隔を置いて配置されている、ことを特徴とする請求項１に記載の通気システム。
20. 前記剛性コンテナーの蓋（８）および底（５）は、２０％を超える穴開き区域を有し、かつ、前記剛性コンテナーの側壁は、３０％を超える穴開き区域を有している、ことを特徴とする請求項１８または１９に記載の通気システム。

Images